LED背光模块、显示装置及LED背光驱动方法

摘要

本发明公开了一种LED背光模块，包括：多条并联设置的LED灯串，其中，所述LED灯串包括多条第一LED灯串和多条第二LED灯串；控制电路，用于向LED灯串发送控制信号，其中，所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，其中，所述多条第一LED灯串经由至少一个第一场效应晶体管与控制电路连接，所述多条第二LED灯串经由至少一个第二场效应晶体管与控制电路连接。本发明还提供了一种显示装置以及LED背光驱动方法，通过控制两种不同的LED(高色域LED和低色域LED)在不同情况下分别驱动背光，降低功耗，同时不影响Tcon算法和背光自身特性。

权利要求

1.一种LED背光模块，包括：

多条并联设置的LED灯串，其中，所述LED灯串包括多条第一LED灯串和多条第二LED灯串；

控制电路，用于向所述LED灯串发送控制信号，其中，所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，其中，所述多条第一LED灯串经由至少一个第一场效应晶体管与控制电路连接，所述多条第二LED灯串经由至少一个第二场效应晶体管与控制电路连接；

还包括LED驱动电流调节电路，所述LED驱动电流调节电路包括第三场效应晶体管、第五电阻和第六电阻，其中，所述第五电阻和第六电阻串联连接在预设电流源和接地端之间；

所述第三场效应晶体管的栅极与控制电路连接，源极与接地端连接，漏极与所述第五电阻和第六电阻之间的公共点连接。

2.根据权利要求1所述的LED背光模块，其中，所述第一LED灯串为低色域LED灯串，所述第二LED灯串为高色域LED灯串。

3.根据权利要求1所述的LED背光模块，其中，所述第一控制信号用于控制多条第一LED灯串的点亮或熄灭；所述第二控制信号用于控制多条第一LED灯串的点亮或熄灭。

4.根据权利要求3所述的LED背光模块，其中，所述控制电路包括：第一比较器，用于向多条所述第一LED灯串输出第一控制信号；

第二比较器，用于向多条所述第二LED灯串输出第二控制信号。

5.根据权利要求4所述的LED背光模块，其中，所述控制电路还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、电压V1以及控制端S，其中，所述第一比较器的正相输入端通过第四电阻R4与所述控制端S连接，反相输入端通过第三电阻R3与接地端连接，输出端通过一个或多个第一场效应管与多条所述第一LED灯串连接；

所述第二比较器的正相输入端通过第一电阻R1与电压V1连接，反相输入端通过第四电阻与所述控制端S连接，输出端通过一个或多个第二场效应管与多条所述第二LED灯串连接；

所述第二比较器的正相输入端还通过第二电阻R2与所述第一比较器的反相输入端连接，第一电容C1连接在所述第二比较器的反相输入端与接地端之间，

所述第一比较器和所述第二比较器的正电源端均与电压V1连接，负电源端均与接地端连接。

6.根据权利要求5所述的LED背光模块，其中，第一场效应晶体管的栅极与第一比较器输出端连接，漏极与多个所述第一LED灯串连接；第二场效应晶体管的栅极与第二比较器输出端连接，漏极与多个所述第二LED灯串连接。

7.根据权利要求6所述的LED背光模块，其中，当所述控制端S输入的电压Vs<(V1·R3)/(R1+R2+R3)时，控制电路输出的第一控制信号控制第一LED灯串熄灭，第二控制信号控制第二LED灯串点亮；

当所述控制端S输入的电压为(V1·R3)/(R1+R2+R3)

当所述控制端S输入的电压为Vs>(V1·(R2+R3))/(R1+R2+R3)时，控制电路输出的第一控制信号控制第一LED灯串点亮，第二控制信号控制第二LED灯串熄灭。

8.一种显示装置，包括如权利要求1-7中任一项所述的LED背光模块。

9.一种LED背光驱动方法，用于如权利要求1-7中任一项所述的LED背光模块，包括：调整控制端S的输入电压进而控制多条所述第一LED灯串以及多条所述第二LED灯串的点亮或熄灭。

说明书

LED背光模块、显示装置及LED背光驱动方法

技术领域

[0001] 本发明属于显示器测试领域，更具体地，涉及一种LED背光模块、显示装置及LED背光驱动方法。

背景技术

[0002] 液晶显示装置包括液晶显示面板和背光模组。液晶显示所用的光源来自背光模组，然而背光模组的利用率一般不到10％，因此液晶模组的主要耗电部分就是背光模组，背光模组的功耗节省就成为了液晶显示装置降低功耗的一个重要方向。

[0003] 传统的降低背光功耗所用的技术有：优化背光利用率(光学膜片优化)、CABC、DBC等。这些技术有成熟且有效的优点，对于观看视频等色彩鲜艳的画面有显著效果。而随着网络信息技术的发展，越来越多的人选择在电子设备上阅读书籍和资料，对于这种高对比度且颜色单一的画面有些节能机制就不起作用了。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种LED背光模块、显示装置及LED背光驱动方法。

[0005] 根据本发明的一方面，提供一种LED背光模块，包括：多条并联设置的LED灯串，其中，所述LED灯串包括第一LED灯串和第二LED灯串；控制电路，用于向LED灯串发送控制信号，其中，所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，其中，多条所述第一LED灯串经由至少一个第一场效应晶体管与控制电路连接，多条所述第二LED灯串经由至少一个第二场效应晶体管与控制电路连接。

[0006] 优选地，所述第一控制信号用于控制多条第一LED灯串的点亮或熄灭；所述第二控制信号用于控制多条第二LED灯串的点亮或熄灭。

[0007] 优选地，所述控制电路包括：第一比较器，用于向多条所述第一LED灯串输出第一控制信号；第二比较器，用于向多条所述第二LED灯串输出第二控制信号。

[0008] 优选地，所述控制电路还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、电压V1以及控制端S，其中，所述第一比较器的正相输入端通过第四电阻R4与所述控制端S连接，反相输入端通过第三电阻R3与接地端连接，输出端通过一个或多个第一场效应管与多条所述第一LED灯串连接；所述第二比较器的正相输入端通过第一电阻R1与电压V1连接，反相输入端通过第四电阻与所述控制端S连接，输出端通过一个或多个第二场效应管与多条所述第二LED灯串连接；所述第二比较器的正相输入端还通过第二电阻R2与所述第一比较器的反相输入端连接，第一电容C1连接在所述第二比较器的反相输入端与接地端之间，所述第一比较器和所述第二比较器的正电源端均与电压V1连接，负电源端均与接地端连接。

[0009] 优选地，第一场效应晶体管的栅极与第一比较器输出端连接，漏极与多个所述第一LED灯串连接；第二场效应晶体管的栅极与第二比较器输出端连接，漏极与多个所述第二LED灯串连接。

[0010] 优选地，当所述控制端S输入的电压Vs<(V1·R3)/(R1+R2+R3)时，控制电路输出的第一控制信号控制第一LED灯串熄灭，第二控制信号控制第二LED灯串点亮。

[0011] 优选地，当所述控制端S输入的电压为(V1·R3)/(R1+R2+R3)

[0012] 优选地，当所述控制端S输入的电压为Vs>(V1·(R2+R3))/(R1+R2+R3)时，控制电路输出的第一控制信号控制第一LED灯串点亮，第二控制信号控制第二LED灯串熄灭。

[0013] 优选地，所述LED背光模块还包括：LED驱动电流调节电路，包括第三场效应晶体管、第五电阻和第六电阻，其中，所述第五电阻和第六电阻串联连接在预设电流源和接地端之间；所述第三场效应晶体管的栅极与控制电路连接，源极与接地端连接，漏极与所述第五电阻和第六电阻之间的公共点连接。

[0014] 根据本发明的另一方面，提供一种显示装置，包括上述所述的LED背光模块。

[0015] 根据本发明的第三方面，提供一种LED背光驱动方法，用于上述所述的LED背光模块，包括：调整控制端S的输入电压进而控制多条所述第一LED灯串以及多条所述第二LED灯串的点亮或熄灭。

[0016] 本发明提供的LED背光模块、显示装置以及LED背光驱动方法，通过控制两种不同的LED(高色域LED和低色域LED)在不同情况下分别驱动背光，降低功耗，同时不影响Tcon算法和背光自身特性。

附图说明

[0017] 通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

[0018] 图1示出了根据本发明实施例的LED背光模块的电路原理图；

[0019] 图2示出了根据本发明另一实施例的LED背光模块的电路原理图；

[0020] 图3示出了根据本发明实施例的显示装置的结构示意图；

[0021] 图4示出了根据本发明实施例的LED背光驱动方法的流程图。

具体实施方式

[0022] 以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

[0023] 本发明可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。

[0024] 图1示出了根据本发明实施例的LED背光模块的电路原理图。如图1所示，所述LED背光模块，包括：多条并联设置的LED灯串A1-An以及B1-Bn和控制电路10。

[0025] 所述LED灯串包括第一LED灯串A1-An和第二LED灯串B1-Bn。

[0026] 在本实施例中，第一LED灯串A1-An为低色域LED灯串，第二LED灯串B1-Bn为高色域LED灯串。

[0027] 控制电路10，用于向LED灯串发送控制信号，其中，所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号。

[0028] 在本实施例中，所述第一控制信号用于控制多条第一LED灯串的点亮或熄灭；所述第二控制信号用于控制多条第二LED灯串的点亮或熄灭。

[0029] 其中，多条所述第一LED灯串经由一个第一场效应晶体管Q1与控制电路连接，多条所述第二LED灯串经由一个第二场效应晶体管Q2与控制电路连接。

[0030] 在本实施例中，多个第一LED灯串A1-An可以经过一个第一场效应晶体管Q1与控制电路10连接。多个第二LED灯串可以经过一个第二场效应晶体管Q2与控制电路10连接。

[0031] 其中，第一场效应晶体管Q1为N沟道增强型MOS晶体管，具有开启电压Ugs(th)，其中，Ugs(th)>0。当Ugs>Ugs(th)时，第一场效应晶体管Q1处于导通状态；当Ugs0。当Ugs>Ugs(th)时，第二场效应晶体管Q2处于导通状态；当Ugs

[0032] 在一个优选地实施例中，控制电路10包括第一比较器U1A和第二比较器U2B，其中，第一比较器U1A用于向多条所述第一LED灯串输出第一控制信号；第二比较器U2B用于向多条所述第二LED灯串输出第二控制信号。

[0033] 在另一个优选地实施例中，控制电路10还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、电压V1以及控制端S。

[0034] 其中，所述第一比较器U1A包括正相输入端3、反相输入端2、正电源端8、负电源端4和输出端1，其中，正相输入端3通过第四电阻R4与所述控制端S连接，反相输入端2通过第三电阻R3与接地端连接，输出端1通过至少一个第一场效应管Q1与第一LED灯串A1-An连接。

[0035] 所述第二比较器U2B包括正相输入端5、反相输入端6、正电源端8、负电源端4和输出端7，其中，正相输入端5通过第一电阻R1与电压V1连接，反相输入端6通过第四电阻与所述控制端S连接，输出端7通过至少一个第二场效应管Q2与第二LED灯串B1-Bn连接。

[0036] 所述第二比较器U2B的正相输入端5还通过第二电阻R2与所述第一比较器U1A的反相输入端2连接。

[0037] 第一电容C1连接在所述第二比较器U2B的反相输入端6与接地端之间。

[0038] 所述第一比较器U1A和所述第二比较器U2B的正电源端8均与电压V1连接，负电源端4均与接地端连接。

[0039] 其中，当所述控制端S输入的电压Vs<(V1·R3)/(R1+R2+R3)时，第一比较器U1A的正相输入端3此时的电压为Vs，反相输入端2此时的电压为(V1·R3)/(R1+R2+R3)，则正相输入端3的电压小于反相输入端2的电压，即正相输入端3输入低电平、反相输入端2输入高电平，则输出端1输出低电平，此时UgsUgs(th)，第二场效应晶体管Q2处于导通状态，第二LED灯串B1-Bn点亮。

[0040] 当所述控制端S输入的电压(V1·R3)/(R1+R2+R3)Ugs(th)第一场效应晶体管Q1处于导通状态，第一LED灯串A1-An点亮。而同时，第二比较器的U2B的正相输入端5此时的电压为(V1·(R2+R3))/(R1+R2+R3)，反相输入端6此时的电压为Vs，则正相输入端5的电压大于反相输入端6的电压，即正相输入端5输入高电平、反相输入端输入6低电平，则输出端7输出高电平，此时Ugs>Ugs(th)，第二场效应晶体管Q2处于导通状态，第二LED灯串B1-Bn点亮。

[0041] 当所述控制端S输入的电压Vs>(V1·(R2+R3))/(R1+R2+R3)时，第一比较器U1A的正相输入端3此时的电压为Vs，反相输入端2此时的电压为(V1·R3)/(R1+R2+R3)，则正相输入端3的电压大于反相输入端2的电压，即正相输入端3输入高电平、反相输入端2输入低电平，则输出端1输出高电平，此时UGS>UGS(th)第一场效应晶体管Q1处于导通状态，第一LED灯串A1-An点亮。而同时，第二比较器的U2B的正相输入端5此时的电压为(V1·(R2+R3))/(R1+R2+R3)，反相输入端6此时的电压为Vs，则正相输入端5的电压小于反相输入端6的电压，即正相输入端5输入低电平、反相输入端输入6高电平，则输出端7输出低电平，此时UGS>UGS(th)，第二场效应晶体管Q2处于截止状态，第二LED灯串B1-Bn熄灭。在一个优选地实施例中，第一场效应晶体管Q1的栅极g与第一比较器U1A的输出端1连接，漏极d与第一LED灯串A1-An连接；第二场效应晶体管Q2的栅极g与第二比较器U2B的输出端7连接，漏极d与第二LED灯串B1-Bn连接。

[0042] 在一个优选的实施例中，其中，所述LED背光模块还包括LED驱动电流调节电路20，包括第三场效应晶体管Q3、第五电阻R5和第六电阻R6，其中，所述第五电阻R5和第六电阻R6串联连接在预设电流源和接地端之间，所述第三场效应晶体管Q3的栅极g与控制电路10连接，源极s与接地端连接，漏极d与所述第五电阻R5和第六电阻R6之间的公共点连接。

[0043] 在本实施例中，第三场效应晶体管Q3的栅极g与控制电路10的第二比较器U2B的输出端7连接。

[0044] 本发明提供的LED背光模块，通过控制两种不同的LED(高色域LED和低色域LED)在不同情况下分别驱动背光，降低功耗，同时不影响Tcon算法和背光自身特性。

[0045] 此外，由于低色域LED灯串和高色域LED灯串在相同亮度下所需的电流不同，低色域LED灯串所需电流小，高色域LED灯串所需电流大，本发明在切换LED灯串时也同时配合得切换了LED driver的反馈电流，使用户在文字类浏览时不会感觉明显亮暗变化。

[0046] 图2示出了根据本发明另一实施例的LED背光模块的电路原理图。如图2所示，[0047] 所述LED背光模块，包括：多条并联设置的LED灯串A1-An以及B1-Bn和控制电路10。

[0048] 所述LED灯串包括第一LED灯串A1-An和第二LED灯串B1-Bn。

[0049] 在本实施例中，第一LED灯串A1-An为低色域LED灯串，第二LED灯串B1-Bn为高色域LED灯串。

[0050] 控制电路10，用于向LED灯串发送控制信号，其中，所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号。

[0051] 在本实施例中，所述第一控制信号用于控制多条第一LED灯串的点亮或熄灭；所述第二控制信号用于控制多条第二LED灯串的点亮或熄灭。

[0052] 其中，多条所述第一LED灯串经由一个第一场效应晶体管Q1与控制电路连接，多条所述第二LED灯串经由一个第二场效应晶体管Q2与控制电路连接。

[0053] 在本实施例中，多个第一LED灯串A1-An可以经过k个第一场效应晶体管Q1与控制电路10连接，多个第二LED灯串B1-Bn可以经过k个第二场效应晶体管Q2与控制电路10连接。其中，2≤k≤n。

[0054] 在一个优选地实施例中，多个第一LED灯串A1-An可以经过n个第一场效应晶体管Q1与控制电路10连接，多个第二LED灯串B1-Bn可以经过n个第二场效应晶体管Q2与控制电路10连接。

[0055] 其中，第一场效应晶体管Q1为N沟道增强型MOS晶体管，具有开启电压Ugs(th)，其中，Ugs(th)>0。当Ugs>Ugs(th)时，第一场效应晶体管Q1处于导通状态；当Ugs0。当Ugs>Ugs(th)时，第二场效应晶体管Q2处于导通状态；当Ugs

[0056] 在一个优选地实施例中，控制电路10包括第一比较器U1A和第二比较器U2B，其中，第一比较器U1A用于向多条所述第一LED灯串输出第一控制信号；第二比较器U2B用于向多条所述第二LED灯串输出第二控制信号。

[0057] 在另一个优选地实施例中，控制电路10还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、电压V1以及控制端S。

[0058] 其中，所述第一比较器U1A包括正相输入端3、反相输入端2、正电源端8、负电源端4和输出端1，其中，正相输入端3通过第四电阻R4与所述控制端S连接，反相输入端2通过第三电阻R3与接地端连接，输出端1通过至少一个第一场效应管Q1与第一LED灯串A1-An连接。

[0059] 所述第二比较器U2B包括正相输入端5、反相输入端6、正电源端8、负电源端4和输出端7，其中，正相输入端5通过第一电阻R1与电压V1连接，反相输入端6通过第四电阻与所述控制端S连接，输出端7通过至少一个第二场效应管Q2与第二LED灯串B1-Bn连接。

[0060] 所述第二比较器U2B的正相输入端5还通过第二电阻R2与所述第一比较器U1A的反相输入端2连接。

[0061] 第一电容C1连接在所述第二比较器U2B的反相输入端6与接地端之间。

[0062] 所述第一比较器U1A和所述第二比较器U2B的正电源端8均与电压V1连接，负电源端4均与接地端连接。

[0063] 其中，当所述控制端S输入的电压Vs<(V1·R3)/(R1+R2+R3)时，第一比较器U1A的正相输入端3此时的电压为Vs，反相输入端2此时的电压为(V1·R3)/(R1+R2+R3)，则正相输入端3的电压小于反相输入端2的电压，即正相输入端3输入低电平、反相输入端2输入高电平，则输出端1输出低电平，此时UgsUgs(th)，第二场效应晶体管Q2处于导通状态，第二LED灯串B1-Bn点亮。

[0064] 当所述控制端S输入的电压(V1·R3)/(R1+R2+R3)Ugs(th)第一场效应晶体管Q1处于导通状态，第一LED灯串A1-An点亮。而同时，第二比较器的U2B的正相输入端5此时的电压为(V1·(R2+R3))/(R1+R2+R3)，反相输入端6此时的电压为Vs，则正相输入端5的电压大于反相输入端6的电压，即正相输入端5输入高电平、反相输入端输入6低电平，则输出端7输出高电平，此时Ugs>Ugs(th)，第二场效应晶体管Q2处于导通状态，第二LED灯串B1-Bn点亮。

[0065] 当所述控制端S输入的电压Vs>(V1·(R2+R3))/(R1+R2+R3)时，第一比较器U1A的正相输入端3此时的电压为Vs，反相输入端2此时的电压为(V1·R3)/(R1+R2+R3)，则正相输入端3的电压大于反相输入端2的电压，即正相输入端3输入高电平、反相输入端2输入低电平，则输出端1输出高电平，此时UGS>UGS(th)第一场效应晶体管Q1处于导通状态，第一LED灯串A1-An点亮。而同时，第二比较器的U2B的正相输入端5此时的电压为(V1·(R2+R3))/(R1+R2+R3)，反相输入端6此时的电压为Vs，则正相输入端5的电压小于反相输入端6的电压，即正相输入端5输入低电平、反相输入端输入6高电平，则输出端7输出低电平，此时UGS>UGS(th)，第二场效应晶体管Q2处于截止状态，第二LED灯串B1-Bn熄灭。

[0066] 在一个优选地实施例中，第一场效应晶体管Q1的栅极g与第一比较器U1A的输出端1连接，漏极d与第一LED灯串A1-An连接；第二场效应晶体管Q2的栅极g与第二比较器U2B的输出端7连接，漏极d与第二LED灯串B1-Bn连接。

[0067] 在一个优选的实施例中，其中，所述LED背光模块还包括LED驱动电流调节电路20，包括第三场效应晶体管Q3、第五电阻R5和第六电阻R6，其中，所述第五电阻R5和第六电阻R6串联连接在预设电流源和接地端之间，所述第三场效应晶体管Q3的栅极g与控制电路10连接，源极s与接地端连接，漏极d与所述第五电阻R5和第六电阻R6之间的公共点连接。

[0068] 在本实施例中，第三场效应晶体管Q3的栅极g与控制电路10的第二比较器U2B的输出端7连接。

[0069] 图3示出了根据本发明实施例的显示装置的结构示意图，包括驱动芯片30和上述所述的LED背光模块。

[0070] 其中，所述驱动芯片30用于向所述LED背光模块的第一场效应晶体管Q1和第二场效应晶体管Q2提供电压。

[0071] 在本实施例中，所述LED背光模块的第一场效应晶体管Q1的源极s与驱动芯片30连接，第二场效应晶体管Q2的源极s与驱动芯片30连接。

[0072] 图4示出了根据本发明实施例的LED背光驱动方法的流程图。如图4所示，本发明实施例的驱动方法用于驱动如图1或图2所示的LED背光模块，所述方法包括：

[0073] 步骤S410、调整控制端S的输入电压进而控制多条所述第一LED灯串以及多条所述第二LED灯串的点亮或熄灭。

[0074] 由此，在不同的情况下对控制端S的输入电压进行调整以使得两种不同的LED(高色域LED和低色域LED)分别驱动背光，降低功耗，同时不影响Tcon算法和背光自身特性。

[0075] 依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。